Экономия битума в дорожном строительстве

Дорожное строительство является одним из крупнейщих потребителей строительных материалов. Для строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог и улиц в стране в год производится около 100 млн. тонн асфальтобетонных смесей, приготавливаемых с применением нефтяных битумов. Практически 90% битумов, получаемых дорожно-строительными и эксплуатационными организациями, используется для производства асфальтобетона и аналогичных материалов (битумо-минеральных и битумопесчаных смесей, литого асфальта и др.). Асфальтобетонные покрытия получили наибольшее распространение среди других покрытий в силу целого ряда положительных строительно-технических и транcпортно-эксплуатационных свойств. К строительно-техническим свойствам относятся: возможность строительства, ремонта и реконструкции покрытий независимо от времени года; высокая скорость укладки и возможность устройства тонких слоев; легкая восстанавливаемость при минимальных задержках движения; широкое использование местных материалов и повторное использование старого асфальтобетона из покрытий. К транспортно-эксплуатационным свойствам асфальтобетонных покрытий относятся высокая ровность, шероховатость, малая вибрация автомобиля и минимум шума при движении, хорошая видимость маркировки.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что заменить в настоящее время асфальтобетон другими материалами для строительства покрытий невозможно по ряду технологических и организационных причин. Поэтому главное внимание должно быть направлено на экономное расходование битума, при строительстве и ремонте автомобильных дорог, которое может быть осуществлено по следующим направлениям.

1. Повышение качества и долговечности нефтяных битумов. Экономия может быть достигнута благодаря применению битумов повышенного качества (марки БНД вместо марок БН). Битумы марок БНД в отличие от марок БН характеризуются большей деформативностью при отрицательных температурах и значительно лучшей адгезией к поверхности минеральных материалов. По данным Союздормии, срок службы покрытий на битумах марок БНД увеличивается в 1,5-3 раза по сравнению с покрытиями на битумах марок БН.
2. Значительно улучшить качество битума можно путем введения в него или непосредственно в асфальтосмеситель поверхностно-активных веществ. Они также облегчают и ускоряют технологический процесс приготовления асфальтобетонных смесей, их укладку и уплотнение.
3. Применение ряда анионактивных ПАВ (кубовые остатки синтетических жирных кислот, второй жировой гудрон) неионогенных (камид) и катионактивных (БП-3, АНП-2) позволяет экономить битум в асфальтобетонных смесях на 8-10% от массы битума и сокращать время приготовления смеси на 10-15%.
4. Выбор минеральных материалов с малой битумоемкостью, применение битумов с минимально допустимой вязкостью, минерального остова асфальтобетона с минимальной остаточной пористостью.
5. Тщательные расчеты состава минеральной части асфальтобетона по минимуму пустот и оптимального содержания битума по битумоемкости минеральных компонентов позволяют уменьшить расход битума на 10-12%.
6. Полный отказ от производства асфальтобетонных смесей в асфальтосмссителях свободного перемешивания, переход на асфальтосмеентели принудительного перемешивания и оптимизация дозирования компонентов и ПАВ.
7. Дальнейшая интенсификация производства асфальтобетонных смесей путем создания новых технологий и новых асфальтосмесителей, в том числе турбулентного действия и вибрационных, позволяющих экономить битум до 15%.
8. Увеличение производства асфальтобетонов с пониженным количеством битума (асфальтобетоны из активированных минеральных материалов, высокопористый и дренирующий асфальтобетон, битумоминеральные смеси с уменьшенным содержанием вяжущего и др.).
9. Использование для производства органических вяжущих типа битумов отходов и побочных продуктов нефтепереработки и нефтехимии (кислые гудроны, щелочные отходы, смолы пиролиза и нефтяных фракций, нефтеполимерные и темные инден-кумароновые смолы, побочные продукты производства синтетического каучука и др.), лесохимической промышленности (гидролизный лигнин, талловый пек и др.).
10. Использование битумосодержащих пород. На территории РФ имеются залежи битумосодержащих пород различных типов (известняков, доломитов, песков, песчаников, асфальтитов, киров), переработка которых на специально построенных для этой цели заводах могла бы дать сотни тысяч тонн битума. Для этого необходимо организовать добычу этого сырья и построить заводы по промышленному извлечению битума из пород. В Минавтодоре битумосодержащие породы применяют непосредственно (без извлечения битума) для приготовления асфальтобетонных смесей в специально созданных для этой цели асфальтосмесителях.
11. Переработка тяжелых нефтей. Производство битума из тяжелых нефтей организовано в РФ, Казахстане и Узбекистане. В результате совместных работ, проведенных Союздорнпи, Башнии НП и ЦПКТБ Минавтодора, было установлено, что из тяжелых нефтей могут быть получены дорожные битумы, отвечающие нормативным требованиям.
12. Использование продуктов коксохимического производства: каменноугольных дегтей и смол, смолы углеводородной, антраценовой, углеводород-формальдегидной, кислой смолки, кубовых остатков ректификации сырого бензола, кубовых остатков ректификации стирола и др. Необходимо отметить, что в настоящее время мировые запасы каменного угля значительно превосходят запасы нефти. Следовательно, уголь, как сырье для получения дорожных вяжущих, более перспективен, чем нефть. Однако дегти и каменноугольные смолы обладают низкой теплостойкостью, имеют меньший температурный интервал работоспособности, более хрупки, чем нефтяные битумы. Поэтому при устройстве покрытий с использованием каменноугольных вяжущих необходимо повышать их качество добавками полимеров.
13. Использование продуктов коксохимического производства при строительстве и ремонте автомобильных дорог в стране уже в настоящее время даст, ежегодно экономию битума в количестве 200-300 тыс. тонн.
14. Использование горючих сланцев. Работы, проведенные Гинродорнии совместно с институтом горючих ископаемых, показали возможность путем терморастворения и термопластификации горючих сланцев производства органических вяжущих из них.
15. Использование комплексных органических вяжущих (дегтебитумных, битумодегтевых, пекобитумных и битумополимериых). Жидкие продукты переработки нефти и угля могут быть использованы в качестве дисперсионной среды, а различные органические тонкодисперсные наполнители (пек, фусы, асфальтиты, лигнин и др.) или полимеры - как зародыши дисперсной фазы.
16. Повторное использование старого асфальтобетона. В последние годы оно получило широкое распространение за рубежом и в РФ. Созданы и выпускаются специальные машины для регенерации старого асфальтобетона непосредственно на дороге. В РФ эффективно работают стационарные установки по переработке старого асфальтобетона и выпуску регенерированной асфальтобетонной смеси. Широкое использование старого асфальтобетона позволит дополнительно выпустить в стране 5-6 млн. тонн асфальтобетонной смеси, что даст экономию битума 300-400 тыс. тонн в год.
17. Новые конструкции дорожных одежд. В настоящее время разрабатываются и внедряются новые покрытия автомобильных дорог с меньшим содержанием битума, чем традиционно применяемые плотные асфальтобетоны. К ним относятся: покрытия из дренирующего асфальтобетона; из пористого асфальтобетона, пропитанного цементным раствором; покрытия из черного щебня, пропитанного настовыми битумными шлаками; поверхностные обработки битумными шламами.

СОДЕРЖАНИЕ: